Biologische basis van leverkanker door chronische hepatitis B

2) Doelstellingen

Hepatocellulair carcinoom (HCC) is wereldwijd de tweede belangrijkste doodsoorzaak door kanker (Jemel et al CA Cancer J Clin 2011). Aziatische en Pacific Islander (API) Amerikanen zijn altijd de meest getroffen raciale groep met betrekking tot HCC-incidentie en HCC-gerelateerde mortaliteit vanwege de hoge prevalentie van chronische hepatitis B (CHB). Hoewel API's de grootste last van CHB-gerelateerde HCC dragen, bestaan ​​er verschillen in uitkomst tussen de verschillende Aziatische etnische groepen. De onderzoekers hebben eerder etnisch uitgesplitste gegevens geanalyseerd van 6.068 Californiërs van Aziatische afkomst met HCC gediagnosticeerd tussen 1998 en 2007 (Ryerson et al Cancer 2016). Oorzaakspecifieke mortaliteit was significant hoger onder Laotianen/Hmong (hazard ratio, 2,08; 95% CI, 1,78-2,44) en Cambodjaanse patiënten (hazard ratio 1,26; 95% CI, 1,06-1,51). Met name Laotiaanse / Hmong-patiënten presenteerden zich op jonge leeftijd en met meer gevorderde stadia van HCC, wat suggereert dat deze verschillen niet verband hielden met vertragingen in de diagnose of presentatie, maar eerder met biologische verschillen in het gedrag van de HCC. In feite zijn zowel virale factoren als immuunresponsen van de gastheer in verband gebracht met de prognose van CHB-gerelateerde HCC. Momenteel onderzoeken de onderzoekers deze mogelijke mechanismen bij Hmong/Laotiaanse, Chinese en Vietnamese individuen die besmet zijn met het hepatitis B-virus (HBV). In tegenstelling tot het evalueren van mechanismen die verband houden met slechte resultaten zodra HCC zich heeft ontwikkeld, zal het huidige voorstel voortbouwen op de gegevens die de onderzoekers hebben verzameld met als doel markers van HCC-ontwikkeling te identificeren.

Centrale hypothese is dat voorafgaand aan de ontwikkeling van HBV-gerelateerde HCC er specifieke biologische reacties zijn die worden weerspiegeld in het genexpressieprofiel van volbloed die CHB-patiënten met en zonder HCC kunnen onderscheiden.

Om deze hypothese te testen, zullen de onderzoekers de volgende specifieke doelen nastreven:

Deel 1 (Doel #1): Koppel virale sequenties en genexpressiehandtekeningen van de gastheer aan gevestigde HCC-risicofactoren bij Aziatische Amerikanen.

Om dit doel te bereiken, zullen bloedmonsters worden verkregen van 10 goedgekeurde proefpersonen. Het DNA dat uit deze monsters wordt geëxtraheerd, zal worden gebruikt als onderdeel van een lopend onderzoek waarin virale sequenties en genexpressieprofielen van Aziatische etnische groepen worden vergeleken. De onderzoekers zullen dezelfde gegevens analyseren waarbij individuen met hoge en lage HCC-risicofactoren (d.w.z. de aanwezigheid en afwezigheid van cirrose, hoge HBV viral load, mannen die seks hebben met mannen).

Deel 2 (Doel #2): Onderzoek HBV-gerelateerd HCC-weefsel op HCC-geassocieerde virale sequenties en menselijke eiwitten. HCC-weefselsecties op objectglaasjes zonder persoonlijke gezondheidsinformatie zullen worden verkregen van UC Davis Cancer Center Biorepository (CCB) en andere biobanken, waaronder, maar niet beperkt tot, Cooperative Human Tissue Network. Uit eerder opgeslagen HCC-weefsel zullen de onderzoekers 1) HBV-DNA extraheren en sequensen uit tumorweefsel en dit vergelijken met onze verzameling niet-HCC HBV-sequenties en 2) de weefsels kleuren op eiwitten die overeenkomen met genen die zijn geïdentificeerd in genexpressieanalyse van volbloed.

3) Achtergrond

Volgens een analyse van de Surveillance Epidemiology and End Results (SEER)-database had API de hoogste voor leeftijd gecorrigeerde HCC-incidentiecijfers van 2006-2010 met 4,7 per 100.000, gevolgd door Iberiërs (3,2), zwarten (2,5) en blanken (1,4). ). De hoogste gevonden leeftijdsspecifieke HCC-incidentie was 54,7 per 100.000 in API ouder dan 65 jaar. In deze analyse was de HCC-gerelateerde mortaliteit onder API's het hoogst in vergelijking met andere raciale groepen (2,8 per 100.000 vergeleken met 0,9 per 100.000 voor blanken) (Altekruse et al. AJG 2014). Dit verhoogde risico op HCC en de complicaties ervan bij API wordt toegeschreven aan chronische hepatitis B (CHB) (El Sarag et al. Gastro-enterologie 2012). Voor personen met CHB is er een sterk verband tussen toenemende hepatitis B-virus (HBV) DNA-niveaus en toenemende incidentie van HCC en cirrose (Chen et al. JAMA 2006). De meest voorkomende routes van HBV-overdracht zijn verticaal van geïnfecteerde moeders naar baby's en horizontaal in de vroege kinderjaren onder degenen die in gebieden wonen met een hoge HBV-endemiciteit (Nguyen et al. J Cancer Educ 2007) Ondanks de beschikbaarheid van een preventief vaccin, is de wereldwijde vaccindekking slechts 75% en wordt de ziektelast niet aangepakt bij de naar schatting 350 miljoen mensen die wereldwijd met HBV zijn geïnfecteerd (Meireles et al. Wereld J Hepatol 2015).

Virale factoren omvatten virale belasting, genotype en specifieke mutaties. Met name wordt genotype B geassocieerd met het vroege begin van HCC en een slechte prognose (Yin et al. Carcinogenesis 2008) Virale mutanten, waaronder de A1762T/G1764A basale kernpromotermutaties en deleties van het Pre-S-gebied, worden ook in verband gebracht met slechte HCC-uitkomsten en kunnen het resultaat zijn van selectie door immuunresponsen van de gastheer en activering van endogene cytidinedeaminase door pro-inflammatoire cytokines ( bijv. TNF-alfa) geïnduceerd door NFkappa-B leidend tot G-naar-A hypermutatie (Chen et al. Eur J Kanker 2012). Andere immuunresponsroutes zijn in verband gebracht met uitkomsten van HBV-gerelateerde HCC, waaronder de aanwezigheid van natuurlijke killercellen, CD8+ T-cellen, regulatoire T-cellen evenals IL-2- en IL-15-spiegels in de micro-omgeving van de tumor (Bowlus CL, Tumor Immunology 2007)

Toepasbaarheid van NGS op sequencing van HBV:

NGS zal het onderzoek naar virale factoren op meerdere niveaus mogelijk maken, waaronder de frequentie van genotypen en mutaties, virale diversiteit en mutatiesnelheden als mogelijke indicatie van cytidinedeaminase-activiteit. Bovendien zal deze technologie worden gebruikt om de immuunresponsen te onderzoeken op basis van transcriptprofilering. Verder kan er ook analyse worden uitgevoerd op het gebruik van T-celreceptoren en HLA-allelen, die in verband zijn gebracht met HBV-gerelateerde uitkomsten, evenals associatieanalyse van SNV binnen transcriptieprofielen.

Voorlopige gegevens:

Onder de R21 gebruiken de onderzoekers NGS op bloedmonsters van behandelingsnaïeve Chinese, Vietnamese en Laotiaanse/Hmong-patiënten om virale sequenties en expressieprofielen van volbloed te identificeren die kunnen segregeren met Laotiaanse/Hmong-oorsprong en dus kandidaten zijn die de armen verklaren HCC-uitkomsten in deze populatie. Bovendien kunnen deze gegevens worden gebruikt om virale sequenties en expressiepatronen te identificeren die verband houden met bekende HCC-risicofactoren en kunnen vervolgens worden ontwikkeld als potentiële biomarkers voor de HCC-surveillance bij met HBV geïnfecteerde mensen. De eerste stap in dit ontwikkelingsproces van biomarkers zal getest moeten worden in een cohort van patiënten met HBV-gerelateerde HCC en is de strekking van dit protocol. De inschrijving voor deze studie is voltooid (n = 99) en bloedmonsters worden momenteel geanalyseerd.

De onderzoekers voerden een pilootstudie uit met behulp van NGS voor transcriptoomprofilering van volbloedmonsters om de kracht van bloedgenomica aan te tonen voor het identificeren van moleculaire profielen geassocieerd met specifieke ziektetoestanden en het bieden van ultragevoelige detectie van moleculaire routes geassocieerd met HBV-pathogenese (Caruccio et al. Methoden Mol Bol 2011). RNA-sequencing (RNA-Seq) werd uitgevoerd op totaal RNA geïsoleerd uit volbloedmonsters verkregen uit een cohort van 10 Aziatisch-Amerikaanse individuen, bestaande uit 3 gezonde individuen (2 Chinese, 1 Filippijnse), 6 HBsAg-positieve proefpersonen zonder HCC (5 Chinese , 1 Vietnamees) en 1 HBsAg-positieve Laotiaanse proefpersoon met HCC. De HCC-patiënt bezat een onderscheidende expressiehandtekening gedefinieerd door 634 differentieel tot expressie gebrachte genen. Meta-analyse van het 173-gen overexpressiecluster met transcriptoomgegevens van immuuncellen (Li et al. Bioinformatics 2009) onthulde dat deze "HBV-gerelateerde HCC-handtekening" prominente door neutrofielen en macrofagen aangedreven componenten bevatte, evenals opwaarts gereguleerde expressie van regulatoire T-cel (TReg) -gerelateerde genen, wat geassocieerd is met een slechtere prognose voor HCC ( Tepper et al ICG Americas 2012 International Conference). Analyse van genontologie wees op oververtegenwoordigde processen die consistent zijn met HCC-pathogenese, waaronder ontsteking. De onderzoekers zijn van plan om deze "HBV-gerelateerde HCC-handtekening" te valideren in een groter cohort patiënten met HBV-gerelateerde HCC.

Aanvullende informatie over voorlopige gegevens is te vinden op de subsidie ​​die bij deze indiening is gevoegd.